Перовскитовые солнечные элементы от производителя щелевых штампов - шаг к промышленному производству

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 17 марта 2023 г., 13:34:00 MSK
  • 0 комментариев
  • 66 просмотров
Солнечные элементы, изготовленные из металлогалогенных перовскитов, достигают высокой эффективности, а для их производства из жидких чернил требуется лишь небольшое количество энергии. Ученые исследуют производственный процесс. На рентгеновском источнике BESSY II группа проанализировала оптимальный состав исходных красок для получения высококачественных тонких пленок из перовскита FAPbI3 методом нанесения на щелевую матрицу. Солнечные элементы, изготовленные с использованием этих чернил, были протестированы в реальных условиях в полевых условиях в течение года и масштабированы до размера мини-модуля.

Солнечные элементы, изготовленные из металлогалогенных перовскитов, достигают высокой эффективности, а для их производства из жидких чернил требуется лишь небольшое количество энергии. Команда, возглавляемая профессором доктором Евой Унгер из Центра Гельмгольца в Берлине, исследует производственный процесс. На рентгеновском источнике BESSY II группа проанализировала оптимальный состав исходных чернил для производства высококачественных FAPbI3 тонкие пленки перовскита путем нанесения на них щелевого штампа. Солнечные элементы, изготовленные с использованием этих чернил, были протестированы в реальных условиях в полевых условиях в течение года и масштабированы до размера мини-модуля.

Металлогалогенные перовскиты считаются особенно недорогим и перспективным классом материалов для солнечных модулей следующего поколения. Перовскитовые солнечные элементы могут быть изготовлены с помощью процессов нанесения покрытий с использованием жидких чернил, изготовленных из исходных материалов и различных растворителей. После нанесения покрытия растворители испаряются, и перовскиты кристаллизуются, образуя более или менее однородный слой.

Варианты увеличения масштаба

Команда профессора доктора Евы Унгер из Helmholtz-Zentrum Berlin обладает обширным опытом в методах обработки на основе решений и изучает варианты увеличения масштаба. "Перовскитная фотовольтаика - это лучшая из доступных фотоэлектрических технологий, поддающаяся обработке, - говорит Ева Унгер, - но мы только начинаем понимать, как сложное взаимодействие компонентов растворителя влияет на качество перовскитовых слоев".

Вариации вязкости

Это связано с тем, что при нанесении слоев галогенидного перовскита на большие поверхности могут возникать нежелательные неоднородности, например, так называемые ребристость сооружения. "Изменяя вязкость чернил, такие эффекты можно свести к минимуму", - говорит Цзиньчжао Ли, который защищает докторскую диссертацию вместе с Унгером. В BESSY II он исследовал, как различные комбинации растворителей влияют на кристаллизацию пленок перовскита. Лучший p-i-n-FAPbI3 таким образом, перовскитовые солнечные элементы достигают сертифицированной эффективности в 22,3% в лабораторном масштабе. Цзиньчжао Ли также произвел мини-солнечные модули (активная площадь 12,6 см2) с коллегами из HySPRINT innovation lab и PVcomB, которые добились эффективности около 17 %.

Испытание на открытом воздухе в течение одного года

Команда доктора Каролин Ульбрих тестировала оптимизированные солнечные элементы на открытом испытательном полигоне PVcomB в течение целого года: в процессе эффективность оставалась почти стабильной зимой и весной и снижалась только в теплые летние месяцы. "Эти испытания более крупных модулей в реальных условиях дают нам ценную информацию о механизмах деградации, чтобы затем еще больше улучшить долгосрочную стабильность галогенидно-перовскитных фотоэлектрических элементов", - говорит Ева Унгер.

Комментарии

0 комментариев